基于網絡平臺的問題導向式混合教學模式研究

馬敏勁 丁凡

摘? 要：理工科課程中具有大量公式的課程，知識點多、信息量大，傳統單向廣播式教學已不適應現代教學需求，文章以大氣科學的核心專業課動力氣象學為教學樣例，研究課堂引入網絡教學平臺和工具，設計結合課堂留白的問題導向式混合教學模式。通過教學問卷調查，結果表明問題導向式的混合式教學模式提高了學生學習的積極性和主動性，學習通在教學中發揮了重要作用。

關鍵詞：問題導向式;教學模式;網絡教學平臺

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）11-0119-04

Abstract： Science and engineering courses with complex equations have characteristics of a mount ofknowledge points， large quantities of information. Traditional broadcast mode of the courses is not fit to themodern need. The paper takes a teaching example， Dynamic Meteorology， which is a main major course in atmospheric science. It has investigated that the classroom has imported network teaching platform and APP. A PBL （Problem-based Learning） is designed as mixed teaching model integrating a leavingclass space. A questionnaire survey is performed to investigate the model effect and the results show that ithas improved students motivation and initiative. The APP superstar has positive effect on the courset eaching.

Keywords： prob lem-basedlearning; teaching model; network teaching platform

理工科教育中，一些課程存在大量的繁雜公式，這些課程是以高等數學、高等物理等為基礎，依專業方向而建立起來，在專業課程中占據核心位置，對夯實學生專業知識、提高核心競爭力起到重要的基礎教育作用[1-3]。這些課程在傳統的課堂教育中，主要表現為貫穿課堂始終的板書或多媒體展示，以單向知識傳播為主要教學手段，教學效果受到限制，與培養大學生思想方法和個性特點的教學需求構成了教學的主要矛盾[4-6]。動力氣象學是一門大氣科學本科生必修的專業核心課，它教授大氣科學的專業基礎知識、思想理論，是掌握和了解現代天氣預報的重要核心理論課程。它具有大量而又復雜的理論公式，需要既嚴謹又繁冗的公式推導，學生在學習過程中往往感覺枯燥乏味，而傳統廣播式教學模式表達形勢單一，大篇幅板書讓學生容易產生課堂疲倦感，掌握不了繁雜公式推演[7]。針對動力氣象學的課程特征，改變傳統教學模式，引入網絡教學平臺和工具，設計問題導向式的混合教學模式，并對教學效果開展問卷調查。

一、課堂教學改革主要內容

（一）引入現代教學工具

本次教學項目探究問題導向式教學模式，引入了超新泛雅平臺和學習通教學工具，改變傳統板書教學模式，在課堂中通過提問一步一步引導學生深入學習。超新泛雅是現階段各個大學逐步推廣的網絡教學平臺，其網絡資源包括專題、圖書、期刊、講座等，還有豐富的課程資源，包括慕課、微課、爾雅通識課和精品課程等。在后端系統平臺基礎上，超新還開發了移動端的學習通APP（圖1），是國內一款基于神經系統原理打造的知識傳播與管理分享平臺，為學校構建基于智能移動終端的教學服務提供有力支撐。學習通為移動設備提供200多萬冊電子圖書、300種報紙、海量期刊和來自全國名師名校的千余門課程，供用戶免費閱讀和觀看。

動力氣象學的教學引入學習通，首先教師建立動力氣象學的課程門戶，主要依據教材結構構建了網絡課程章節，并在每章節發放教學內容和教學任務;其次學生通過移動終端下載“學習通”APP，在首次課堂中掃碼進入到動力氣象學的班級中，教師和學生建立起便捷的聯系方式，可通過多個方式來進行教學交流。學生注冊學習通的學號與學校分配的學號一致，其成績可以直接反饋到學校本科教學管理系統中。

除了提供豐富的線上教學資源、圖書資源外，超新泛雅平臺和學習通在教學課程門戶中，提供了多種教學功能，包括本地資源上傳、網絡資源引用、班級通知、布置作業、測驗、討論和學情分析，課堂教學中能把演示文稿通過網頁投影到屏幕上，還能進行學生簽到、投票、提問、搶答、現場討論和練習、拍照上傳和問卷調查等教學活動。

在動力氣象學教學過程中，使用了學習通的多項教學活動，課堂簽到15次、投票2次、選人提問13次、隨堂練習1次和問卷調查2次，把手機等網絡終端引入到課堂教學中，避免學生上課使用手機查看新聞、打游戲等其他用途，調動課堂教學活躍氣氛同時，降低班級組織管理時間的耗費，提高了教學效率。

（二）問題導向式教學模式

動力氣象學課程教授了大氣運動過程中的控制方程組及其理論分析，存在各種難度的數學公式和物理問題，從教學內容上解析知識點與知識點的關系，為每個章節每節課設置多個關鍵問題，并結合超新泛雅平臺和學習通，利用問題來引導學生學習、思考和知識內化，綜合運用以下幾種教學設計。

1. 預留預答問題。課堂教學之前提出問題，且課堂教學之前學生利用學習通來自主學習和回答問題。在傳統的教學中，這一步教學設計幾乎是缺失的，動力氣象學是數理基礎要求較高的課程，在講授專業知識之前，需要回顧和復習以往學過的知識點，學生才能在這些基礎知識之上掌握專業知識。比如在講授“氣壓梯度力”這一概念時，預先布置“梯度”這一概念的問題，學生通過自學或復習預答這一問題后，在課堂上更加容易理解和掌握“氣壓梯度力”。泛雅平臺或學習通上，預留預答問題可設置為每章節的任務點，學生在移動終端自主預先完成回答。

2. 預留現答問題。課堂教學之前提出問題，課堂教學中隨教學內容講解的深入，學生掌握知識點或受啟發后現場回答。傳統教學中，這一步教學設計仍較少，通常在上一次課的課末，教師布置學生預習下一節課的內容，學生是否預習因人而異，而且因布置內容不具體而實效較差。預留現答問題給了學生具體的問題，思考過程是自主學習的過程，現場回答給學生一定的壓力，實施效果會大大提高。預留現答問題的教學內容是即將講授內容的核心問題、關鍵問題或疑難問題，通過這類問題的思考，學生能抓住新章節的主要內容和解決主要問題，即使學生解決不了問題，也提高了課堂學習的定向性和注意力的集中度;如果學生能自己回答問題，課堂提問能給予及時正向反饋，也會提高學生的學習興趣和積極性。

3. 現提現答問題。課堂教學中提出問題，學生在課堂中學習、思考并現場解決。傳統教學中有此類教學設計，講授課程內容同時提出問題，提高學生的專注度并引導學生思考，促使其掌握講授內容。現提現答問題給予教師和學生及時反饋，提高學生聽課的集中度，同時教師也掌握學生課堂學習情況。動力氣象學的教學過程中，采用學習通布置和發放現提現答問題，形式多樣，包括問卷、搶答和選人回答，也可采用傳統幻燈片提問，點名回答，還可通過分組討論深入教學內容。現提現答問題是教學內容的總結、延伸和擴展問題而非疑難問題，是觸類旁通或已講授的相似問題，也可以是理論的具體應用，讓學生充分思考和消化理論知識。

4. 現提后答問題。課堂教學中提出問題，留到課后回答，這一步教學設計是為了延伸學生課外復習鞏固和思考。在傳統教學中現提后答問題是比較成熟的教學設計，表現為課后作業或思考練習。采用學習通后，對現提后答問題有了更多更便捷的交流方式，加強了教師和學生間的相互反饋。現提后答問題覆蓋內容全面、題型多樣，包括概念題、問答題、計算題和推導題，從多個角度來加強學生對已學知識的消化吸收。

（三）課堂教學留白

翻轉課堂是把課堂對半劃分，一半留給學生思考，另一半留給教師講授或解答疑問，改變了傳統教學的滿堂灌方式，提高了學生自主學習和思考能力，改變教學中知識傳授單向性和提高學生對教學內容理解的深度[8-9]。對分課堂或翻轉課堂的重要創新設計，就是課堂教學留白[10]。傳統課堂中每個課時都計劃了全部教學內容，信息量大，學生容易跟不上教學節奏，且難以消化教學內容，尤其從板書教學方式到多媒體教學方式轉變，教學節奏加快和信息量迸發，課堂教學留白就顯得更加重要。板書教學時，以一命題出發到結論的推導是一步一步展現出來，黑板的空白為一定程度上的教學留白，教師輸出和學生接收節奏一致時，教學效果較好。隨著現代信息量爆發以及教學改革推進，板書速度滿足不了圖形、視頻內容的表達和加快教學進度的需求，多媒體教學便成為重要的教學改革[11]。多媒體教學時從命題到結論往往一并展示，教學節奏快且信息量大，導致學生消化不了課堂教學內容。多媒體結合板書是一種折中的辦法，但動力氣象學這樣的課程，公式繁多且信息量大，從頭至尾且內容面面俱到的教學使教學效率降低，學生失去自主學習和思考的機會，教學效果不理想。借鑒翻轉課堂留白的創新，在問題導向式的教學模式中，依據引導問題來課堂留白，讓學生吸收已學知識、自主學習未學內容，思考、檢索信息和應用知識解決問題，從多個維度加強學生的知識內化，提高教學效果。結合使用學習通，便捷的交流互動，教學留白更大地從課堂延伸至課外，更好地發揮問題導向式的教學作用。

二、混合教學模式評估和分析

混合式教學模式結合了線上教學和線下教學，線上教學以問題導向式教學為主，輔助和鞏固線下課堂教學，加強學生的思考深度;線下教學改革主要為課堂教學留白，提高課堂教學效率，引導學生思考和加強知識點吸收。引入線上教學工具學習通后，推進線上線下教學的融合，形成混合式教學模式。因此，進行問題導向式教學與翻轉課堂相結合的混合式教學模式評估時，主要調查學生對使用學習通進行教學的接收和認可程度，以及采用課堂留白的意見和建議。評估采用問卷調查方式來進行，針對教學效果，問題設置如下：

1. 通過學習通來進行教學，可以節省教學時間，提高效率。

A.很符合? ? B.符合? ? C.一般? ? D.不符合

2. 學習通提高了課堂互動性。

A.很符合? ? B.符合? ? C.一般? ? D.不符合

3. 是否贊成推廣使用學習通來進行教學。

A.贊成? ? B.不贊成? ? C.不知道

4. 本學期結合了學習通和問題導向式來進行教學，預留問題或課堂提問，提高了學習的積極性和主動性，有利于對教學內容的理解。

A.符合? ? B.一般? ? C.不符合? ? D.不知道

5. 動力氣象學的課堂教學過程中，留一些空白時間（留白）給學生思考消化是否有必要？

A.有必要? ? B.一般? ? C.沒必要? ? D.不知道

6. 動力氣象學留白時間多長你認為比較合適？

A.10分鐘? ? B.15分鐘? ? C.20分鐘? ? D.30分鐘? ? E.40分鐘以上

問卷在學習通平臺上以單選題的方式發放，共計51位同學，收回50份調查問卷。結果表明（圖2），78%的同學認為通過學習通來進行教學，可以節省教學時間，提高效率。從提高課堂互動性的調查來看，92%的同學認為提高了課堂的互動性，學習通對活躍課堂起到了重要作用，因此過半的同學贊成在教學中推廣學習通，78%的同學認可預留問題或課堂提問的方式來進行教學。問卷調查也表明，78%以上同學認為課堂教學中應該留白，且較多接受時長10～15分鐘的教學留白。

以上問卷調查評估表明，相對于傳統的課堂教學模式，動力氣象學的線上線下的混合式教學模式，得到了大多數學生的認可，活躍了課堂氛圍，尤其把手機影響課堂教學轉變為手機輔助課堂教學，提高學生注意力和交流能力，另一方面課堂教學還給予一定的空白時間，打破滿堂灌的教學方式，有利于培養學生的積極性和主動性、鞏固已學知識和進行縱向思考。

根據動力氣象學教學內容，設計了課前、課中和課后的問題導向，引入線上教學工具和課堂教學留白的混合式教學模式得以提高教學效率，與矛盾發展的對抗性活動密切相關，包括：

（1）教與學的對抗。教師和學生本身是知識和信息傳遞的兩端，二者存在知識、閱歷和能力上的不對稱，促使課堂教學有效進行，首先確保信息傳遞暢通，引入學習通后增加了教師與學生間的交流渠道，其次課堂留白打破這些不對稱，鞏固學生知識和增加閱歷。

（2）線上與線下的對抗。線上教學和線下教學是不同的教學模式，線上教學涉及廣泛的素材和資料，提高學生查閱能力以應對海量信息，以發散的橫向思考為主，但同時缺乏縱向思考深度;線下教學增加了教師與學生、學生與學生的即時交流，課堂環境蘊含豐富的情景變化，有競爭、集中注意力、討論和沖動等，思考的維度和深度比線上教學更強，有利于學生對知識的深入掌握。混合式教學模式各取所長，提高教學質量。

（3）記憶與問題的對抗。大腦記憶變化符合艾賓浩斯記憶曲線，隨著時間推移記憶內容被遺忘，除非及時鞏固已學內容。問題導向式教學利用線上教學工具，提前布置問題，讓學生帶著問題來聽課，明確學習目標，強化思考的同時即鞏固了所學內容。

通過對抗性教學的設計，混合式教學模式提高了教學效率。

三、結束語

動力氣象學是一門大氣科學的核心專業基礎課，是在高等數學和物理的基礎上開設的一門課程，具有復雜的物理過程和大量數學公式推演的特征。傳統單向的廣播式教學，覆蓋大量知識點且缺乏自主學習和獨立思考的教學設計，教學效果不明顯。本文研究了引入網絡教學平臺和工具，結合課堂留白的問題導向式的混合教學模式，提出有異于傳統教學的四種問題導向型教學設計，借鑒翻轉課堂并依據問題進行課堂教學留白。問卷調查結果表明，問題導向式的混合教學模式提高了學生學習的積極性和主動性，學習通在教學中發揮了重要作用。

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